HDPE土工膜施工工法.pdf
.HDPE 土工膜施工工法 1、前言 HDPE 土工膜全称高密度聚乙烯土工膜,又称为 HDPE 防渗膜,是采用聚乙烯原生树脂加以一定比例的碳黑黑色母料、抗老化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、稳定剂等,经单层、双层、三层共挤技术吹塑而成,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围和较长的使用寿命,无毒无害,经济效益好,被广泛运用到各种工程中.我单位承建的*大峪口化工*公司扩产改造项目磷酸贮存内,HDPE 土工膜得到大量使用.二、工法特点 HDPE 土工膜是一种柔性防水材料,连接采用热熔焊接,焊缝强度高,焊接性能好,具有很高的防渗系数；具有良好的耐热性和耐寒性,其使用环境温度为高温 110、低温-70；具有很好的化学稳定性能,能耐 80 余种强酸、碱等化学腐蚀；具有很高的抗张力强度,具有很高的抗拉强度,能满足高标准工程项目需要；具有很强的耐候性,有很强的抗老化性能,能长时间裸露使用而保持原来的性能；整体性能好,具有很强的抗拉强度与断裂伸长率,能够在各种不同的恶劣地质与气候条件下使用,地质不均匀沉降应变力强.三、适用范围 本工法可广泛用于如下工程：1、环保,环卫工程 2、水利土木工程 3、市政工程.4、园林绿化 5、石化 6、矿业 7、水产养殖业 8、交通设施工程 9、农业 10、盐业 11、HDPE 已被我国用来取代 PVC 作为食品包装袋和保鲜膜原料.四、工艺原理 HDPE 土工膜连接采用热熔焊接方式,利用自身的连接形成一个完全封闭的整体防渗体,焊缝强度高,焊接性能好.其原理是利用焊机内电烙铁加热土工膜两面,使土工膜表面熔化,上下滚轴相互挤压两层土工膜,使之相互连接在一起.连接的特点：热熔焊接技术施工方便、迅速、效果好.五、施工工艺流程及制作要点 施工准备支持层处理HDPE 膜铺设、剪裁HDPE 膜对正、搭齐、压膜定型焊接检测、修补验收保护层施工.1、施工准备 1.1、认真看懂图纸,对图纸进行自审、各专业互审,充分了解设计意图和技术难点,将技术关口前移,做好各专业接口及预留预埋的专业检查,在工程开工之前做好施工方案和技术交底记录.1.2、专业施工人员进场,所需的各种机具进场,电源接通,做好施工准备.1.3、组织质量管理小组对本工程技术、质量、进度严格控制,并结合工.程特点,作好职工进场安全教育及培训工作,劳动保护和安全措施应遵照国家或部颁发的有关规定的要求.1.4、检查并确认基础支持层已具备铺设 HDPE 膜的条件,做下料分析,画出 HDPE 膜铺设顺序和裁剪图,进行现场铺设实验,确定焊接温度、速度等施工工艺参数.2、材料验收、存放、搬运 2.1、材料进场必须有出厂合格证和检验报告,其技术指标符合设计要求；进场后检查 HDPE 膜的外观质量,记录并修补已发现的机械损伤和生产创伤、孔洞、折损等缺陷；对进场 HDPE 膜进行取样、复检,材料复检合格后进行大面积施工.2.2、材料进库时,应按其类别、型号、规格、使用顺序分别堆放,材料堆放于平整不积水的地方,堆高不超过四卷,并能看到卷的识别牌,在存储过程中,要保持标签完整和清晰,避免混淆.2.3、每个区、块旁边应按设计要求的规格和数量备足过筛砂料等保护层用料,并在各区、块之间留出运输道路,受到物理损坏的 HDPE 土工膜必须要修复,受严重损坏的HDPE土工膜不能使用,HDPE土工膜卷在安装展开前要避免受到损环,运输过程应轻拿、轻放,严禁野蛮装卸,运输时备有防雨设施,同时也应该及时对 HDPE 土工膜进行覆盖,避免阳光长时间照射.3、地基支持层施工 3.1、按照设计图纸进行土方开挖,开挖时按设计要求找出坡度,土方开挖完毕组织相关单位共同验槽,经检查合格,填写基坑验收、隐蔽工程记录,办理交接手续,支持层一般采用细砂 150mm 厚作垫层,人工平整,施工过程中保持砂土层不受破坏.3.2、支持层表面应平整顺直,平整度控制在2cm/以内,夯实系数必须达到 94%,经碾压后方可在其上铺设土工膜.3.3、纵、横坡度：纵、横向坡度宜在 2%以上,填埋场底部的轮廊边界和结构必须有利于渗沥液的导流.3.4、垂直深度 25 内不得有树根、瓦砾、石子、砼颗粒等尖棱杂物.3.5、支持层施工完成后,对支持层进行保养,除了 HDPE 膜铺设工作人员外,其他任何人员不得入内.4、HDPE土工膜裁剪、铺设及压膜定型 4.1、铺设施工气候要求:气温 540为宜.考虑到土工膜的热胀冷缩性,根据经验,天冷时,土工膜的铺设应紧一些,天热时应松弛,但要注意,在夏天应避免中午时的高温.风力超过 4 级或雨天应停止施工,风小时,宜每隔 25m放一个 2040kg 的砂袋压住土工膜,以利施工,施工前,应严格按设计要求检查上道工序质量.4.2、HDPE 土工膜在铺设前,先对铺设区域进行实际检查、丈量准确尺寸,根据丈量的尺寸由专业技术人员做下料分析,力求焊缝最少,画出 HDPE 土工膜铺设顺序和裁剪图.根据裁剪图将 HDPE 土工膜下料,下料要与裁剪图编号一致,然后将尺寸相匹配的 HDPE 土工膜运至相应的位置按规定顺序和方向分区分块进行 HDPE 膜的铺设.4.3、铺设者应该按照裁剪图标定的位置来铺设现场模块.如果模块不是按裁剪图上标明的地方施工,应在实际现场施工图上注明位置.铺设时,用人工按一定的方向,进行推铺,铺设 HDPE 土工膜时,应适当放松,预留出温度变化引起的伸缩变形量,并避免人为硬折和损伤.4.4、铺设 HDPE 土工膜时,膜块间形成的接点,应为 T 字形,不得作成十字形,拐角处,应注意适当裁剪土工膜,保证与周边妥善联接.4.5、HDPE 膜焊缝搭接面不得有污垢、砂土、积水等影响焊接质量的杂质存在.4.6、HDPE 土工膜的铺设不论是边坡还是场底,应平整、顺直,避免出现褶皱、波纹,以使两幅 HDPE 土工膜对正、搭齐,搭接宽度按设计要求,一般为 30cm.左右.4.7、坡面上 HDPE 土工膜的铺设,其接缝排列方向应平行或垂直最大坡度线,且应按由下而上的顺序铺设.4.8、HDPE 土工膜铺设完毕、未覆盖保护层前,应在膜的边角处每隔 25m 放 1 个 2040kg 重的砂袋.4.9、HDPE 土工膜应自然松弛与支持层贴实,不宜褶皱、悬空、不致形成鱼嘴.4.10、铺膜过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷.发现膜面有孔眼等缺陷或损伤,应及时用新鲜母材修补,补疤每边应超过破损部位 1020cm.4.11、细部增强处理：HDPE 土工膜铺设时遇到阴阳角时应做加强处理,阳角在底部划开,用一块半径不小于 0.5m 土工膜搭接焊接；阴角底部划开处将划开的两部分重合焊接,然后用另一块半径不小于 0.5m 土工膜加强.如果遇到变形缝等其他细部也要进行增强处理,必要时可增焊双层 HDPE 土工膜.4.12、土工膜与管道的连接：连接部位的管道宜优先选用聚乙烯管.首先把HDPE土工膜根据管道的直径大小裁剪成圆形的管套,调整好管套的位置并用热风焊枪临时固定,管套与管道间不能有空鼓的部位.然后把管套两端分别焊接在HDPE土工膜和管道上,最后用不锈钢管箍固定管套.4.13、土工膜的锚固方式主要有三种：锚固形式、压条固定、预埋件热焊.a、与土联接时一般用锚固沟,把 HDPE 土工膜埋入土内 50100cm 并夯实,在锚固沟顶部,应按设计要求预留一定量的 HDPE 土工膜,以备局部下沉拉伸,HDPE 土工膜在锚固处不得渗水或被拔出,锚固沟距离边坡边缘不宜小于800mm,沟断面应根据锚固形式、结合具体情况加以计算,以不小于 800mm800mm 为宜；HDPE 土工膜也可锚固到混凝土内,锚固长度应大于等于 800mm.b、压条联接一般用于与刚性结构联接,可用扁钢或角钢条用螺栓固定在.混凝土结构上,外加热熔胶封口.如下图：c、预埋件热焊.在混凝土中预埋专用埋件,其材质同为高密度聚乙烯.根据不同的埋件,采取热熔焊接或机械夹紧的方式连接.5、焊接 5.1、HDPE 土工膜焊接时基地表面应干燥,含水率宜在 15%以下.膜表面要用干净纱布擦拭焊缝搭接处 200mm 左右范围内的膜面,用湿抹布擦掉灰尘、污物,使这部分保持清洁、干燥、平整、坚实,HDPE 土工膜应平行对正,适量搭接.5.2、HDPE 土工膜的拼接采用热熔焊法,焊接工具宜采用自动调温电热楔式双道塑料热合机、热熔挤压焊接机,也可采用高温热风焊机,塑料热风焊枪可做局部修补用辅助工具.焊接时,随时观察焊接质量,根据当时当地气候条件和实际施工情况,随时调节焊接设备至最佳工作状态.5.3、在正式焊接操作之前,应根据经验先设定设备参数,取 300600mm的小块膜进行试焊.然后在拉伸机上进行焊缝的剪切和剥离试验,如果不低于规定数值,则锁定参数,并以此为据开始正式焊接.否则,要重新确定参数,直到试验合格为止.当温度、风速有较大变化时,亦应及时调整参数,重做试验,以确保施工的焊机性能、现场条件、产品质量符合规范要求,一般每天每台不少于两次,一次在正式作业前,一次在中班,试验性焊接是与生产性焊接相同的表面和环境条件下进行的.5.4、现场撕拉实验合格后,用已调节好工作状态进行正式焊接.只有通过试验性焊接,才能进行生产性焊接,焊接时要将机头对正接缝,不得焊偏,不允许滑焊、漏焊、跳焊、超量焊.5.5、开机后,仔细观察批示仪表显示的温升情况,使设备充分预热,在焊接中,司焊人员要密切注视焊缝的状况,及时调整焊接速度,以确保焊接质量,在焊接中要保持焊缝的平直整齐,应及早对膜下不平整部分采取应对措施,避免影响焊机顺利自行.遇害到特殊故障时,应及时停机,避免将膜烫坏.5.6、补修的方法：修补的材料应由同样的 HDPE 土工膜组成,所有补丁都.应该具有与原 HDPE 土工膜相同的厚度.对材料上小于 5 的孔洞及局部焊缝的修补完善,可用挤压熔焊机进行点焊；对不够厚度或不够严密的挤出焊缝,可用挤压熔焊机补焊加盖一层.对大的孔洞、刺破处、膜面严重损伤处、取样处、十字缝交叉处以及其它各种因素造成的缺损部位,均可用加盖补丁方法来修补.a、在 HDPE 土工膜搭接处,应去掉皱折,当皱折大于 10 厘米时或破损处,采用圆形或椭圆补丁,补丁大小应超出切口周边 15 厘米.b、实在无法避开十字形接缝的情况下,在接缝处要加一块切角的方形300300,或D=300补丁,补丁边距缺陷处不小于80.c、对安装中发现的孔洞,要加盖不小于D=300mm或300mm300mm的补丁.6、检测 HDPE 土工膜铺设完毕后应对焊缝进行检测,测试分为非破坏连续检测和破坏性检测.对所有的接缝和修补的整个长度进行非破坏连续测试,被许可的非破坏连续测试方法包括：双轨热熔接缝空气压力测试法和挤压接缝的真空或火花测试法.6.1、非破坏连续测试：非破坏测试必须在天气条件允许的情况下,按照接缝的焊接程序来进行,必须在有监理工程师在场的情况下进行非破坏测试.必须记录以下资料：a、压力测试：日期、开始测试时间、结束测试时间、开始测试压力、结束测试压力、技术人员名字、测试开始位置、测试结束位置和测试结果.b、真空测试：日期、技术人员名字和测试结果.c、火花测试：日期、技术人员名字和测试结果.必须在进行测试的 HDPE 土工膜的表面或在接缝测试的地方永久的记录以上内容,非破坏测试不合格的地方应根据技术说明中的详细步骤来修补和重新测试.6.11、压力测试 热合双焊缝非破坏性压力测试流程示意图 a、双轨热熔接缝必须用非破坏压力测试法.压力测试设备必须包括一个能产生 400kPa 的空气压力泵、压力管、压力表和压力输入设备；必须密封测试缝的两边,并在双轨热熔接缝设备产生的空气通道插入一个针头或者一个压力输入设备；空气泵应连接空气输入设备,空气通道必须要有 200kPa 的压力；空气输入阀应保持关闭,使空气泵不能与这连接；空气通道中的压力必须维持在一个稳定的水平并持续 2 分钟；在这个期间,如果在针头或其他的地方漏气,解决问题后必须重新进行测试；到达稳定状态后,空气通道的压力要观察 5 分钟,并记录最后结果,如果气压下降小于 20kPa,位于压力表另一端的接缝口应打开,从而减少压力和检测空气通道的堵塞情况,如果压力不能归零,说明接缝被堵塞,接缝没有能通过非破坏测试.b、任何没有能通过非破坏测试的接缝,要重新进行测试,或整个接缝分成几个部分分别进行测试.双轨热熔接缝的任何一部分不能通过非破坏测试将是不合格的,并必须根据技术说明进行修补.c、完成了压力测试后,任何在空气通道中暴露的针孔、切割和断面必须进行必要的修补.6.12、真空测试 堆焊单焊缝非破坏性真空测试流程示意图 a、挤压焊接包括挤压接缝、补片修补和盖帽的修补等可用真空测试方法作非破坏测试.任何不能用真空测试的挤压焊接必须用下述的火花测试进行测试.b、真空箱必须是一个坚硬的盒子,并在顶上带有透明测窗,在底部有一个舷窗和阀门,连接至泵和其他所有必需的压力控制、管道连续、压力管和配件.c、要进行测试的接缝不能有任何泥块或水珠.要测试的接缝必须要用软毛的毛刷、布或喷射器涂上肥皂水湿润.必须避免在接缝完成后过早涂上肥皂水来人为把温度降底.d、真空箱必须放置在挤压接缝的中央湿润的地方.真空泵连接电源,真空箱里的空气里由真空泵抽走,直到真空压力 35kPa 并在 HDPE 土工膜和真空箱之间慢慢地产生一个防漏密封.观察窗应保持清洁,以保证对挤出焊接的观察没有障碍.如果在接缝中没看见气泡,那么这个部分的接缝通过测试.然后可打开排出阀门,去除真空状态,真空箱可移到下一部分的接缝做测试.两个真空测试位置之间要大概有 75mm 的重叠交叉.e、在接缝处出现的任何气泡表明有泄漏和这个部分的接缝不合格应该要重新修补和检测.f、把肥皂溶液涂在 HDPE 土工膜上,把真空箱放在湿润的焊缝表面；保证封口不漏气；保持真空箱内的压力不小于 0.025Mpa；通过透明窗口检查 HDPE土工膜上是否有肥皂泡出现,时间不得小于 30 秒；若肥皂泡出现,则在其处标上记号,并按照规范的要求进行修补.6.13、火花测试 a、挤压焊接包括挤压接缝、补片修补、盖帽的修补等可用火花测试进行非破坏测试.火花测试的电极必须包含一个便携式的移动高压发动机及刷型电极.在挤压焊接之彰,必须在接缝的连接处插入一根裸露连续的铜线.任何没有插入裸露铜丝的接缝不能用火花测试方法来进行非破坏测试.b、在测试之前,必须清扫所有在测试地方碎块,例如 HDPE 土工膜碎片、金属丝、金属物和污物.c、如埋在 HDPE 土工膜下面的铜丝和电极发出火花,表明接缝有缺陷.在有缺陷的地方,可观察到火花和听到火花的碰击声,这代表接缝未能通过非破坏测试,必须要修补和重新进行测试.6.2、破坏性试验：双缝热合焊机试焊焊件质量评判示意图 挤压熔焊机试焊焊件质量评判示意图 a、测试频率和位置如下：测试频率为每一定长度的焊缝取一个样；测试位置在焊接时确定,过热、被污染、焊缝偏移或值得怀疑的.位置作为测试位置,监测人员有责任选择测试位置.b、取样程序：焊接时,在监理指定的位置取样,以便在 HDPE 土工膜被覆盖前得到试验结果；现场监理给每个试样编号,并在 HDPE 土工膜铺设平面图上标明试样的编码和位置.c、修复 HDPE 膜上所有由于破坏性取样而留下的孔洞,应根据规定进行修补和测试修补的气密性.d、测试：取 6 块 2.5 厘米宽的试块进行上面所规定的撕裂和抗剪强度测试；被测试的 HDPE 膜块应满足抗撕裂和抗剪要求.6.3、修补：a、对焊接检验切除样件部位、铺焊后发现的材料破损与缺陷、焊接缺陷以及检验时发现的不合格部位等,均应进行修补.b、修补的程序是：对随时发现的缺陷部位用特制的白笔标注,并加编号记入工作日记,以免修补时漏掉.c、用于修复的所有材料和焊接缝合装备都必须得到现场监理和业主的同意.且所有的修复步骤、技术都应该事先得到现场监理和业主的同意.对每一个修复位置都应该进行非破坏性测试,且做好记录.7、验收 7.1、工程竣工后应及时组织验收,工程验收应包括业主单位、施工单位、监理单位、设计单位、质量监督管理单位.7.2、工程验收资料包括设计文件、材料出厂文件、材料检测报告、施工记录、铺膜和焊接施工记录、检测和检验记录、阶段性验收报告、竣工图纸、监理报告等 7.3、HDPE 土工膜的材质执行国家质量技术监督局发布的聚乙烯土工膜产品物理力学性能 GB17643-2011 的要求.7.4、施工质量应满足聚乙烯防渗工程技术规范要求,分为施工单位自检、监理单位和业主单位抽检等内容.7.5、焊接质量检验,须经第三方检测机构抽检,焊缝强度必须大于母材强度.8、保护层施工 8.1、保护层厚度应满足设计要求,保护层材料可采用能满足设计要求的任何一种材料,保护层施工应按国家现行的有关标准规定执行.8.2、在 HDPE 土工膜铺设及焊接验收合格后,应及时填筑保护层,填筑保护层的速度,应与铺膜速度相配合,避免土工膜在烈日下长期暴晒.8.3、保护层施工工作面不应上重型机械和车辆,宜铺放木板,用手推车搬运保护层材料.8.4、保护层的土料应不含石头、树根、草根等杂物.六、材料与设备 1、HDPE 土工膜规格尺寸 2、HDPE 土工膜偏差要求 项目 指标 厚度 mm 0.50 0.75 1.00 1.50 2.00 极限偏差 mm 0.06 0.09 0.12 0.18 0.24 平均偏差 6 3、HDPE 土工膜偏差要求 项目 指标 宽度 mm 3000 3500 4000 6000 以上 偏差 mm 50 60 80 100 4、HDPE 膜外观质量要求：序号 项目 指标 1 切口 平直,无明显锯齿现象 2 穿孔修复点 每卷不超过 2 个 3 水纹、云雾和机械划痕 不明显 4 接头和断头 不允许 5 杂质和僵块 直径 0.22.0mm,每平方米 20 个以内 直径 2.0mm 以上,无 5、HDPE 物理力学性能要求：.6、施工机具计划 序号 设备机具名称 规格型号 单位 数量 1 动调温电热楔式双道塑料热合机 台 2 2 热熔挤压焊接机 台 2 3 热风焊枪 台 2 4 裁纸刀 把 10 5 剪刀 把 4 七、质量控制 1、建立以技术负责人为首,各管理部门负责人、质检员、施工员、工长组成的项目质量管理小组,对项目工程质量进行全方位的组织、计划及监督管理,并定期进行质量检查总结评比.建立质量管理体系,负责本工程的质量规划、布置、检查、落实和监督指导工作.2、建立以 HDPE 膜施工工程为主的质量保证体系,对不同的施工工序分为A、B、C 三级检查,配备专职检查员,执行三检一评制度,落实岗位责任制,奖惩分明,实行标准化管理,做到施工上规范、操作上规程、检查上标准.3、施工管理人员轮流值班坚守施工现场,监督指导各班组的施工质量,及时处理施工中存在的问题,严格制定并执行岗位质量责任制.4、质量工程师随时深入各施工班组进行质量检查、监控、指导,同时将收到的各种质量资料进行汇总,随时向技术负责人汇报.5、严格做好原材料、半成品、成品的进场试验及抽检工作,杜绝不合格品和原材料投入工程中使用.施工中要做好质量跟踪检验和见证取样送检工作.6、施工前对施工班组进行技术、安全交底,让参与施工每一个人都知道自己的工作内容,做到心中有数,减少不必要的损失.7、施工的操作者,在施工过程中,必须进行质量自检,并填写自检记录,经专责工程师检验认证签字.8、在铺焊完的 HDPE 土工膜上行走时,不得穿硬底鞋,鞋上不得有铁钉、.铁掌之类能伤害 HDPE 土工膜的东西,使用的方法和设备必须不损坏复合 HDPE土工膜或其下基底.9、在 HDPE 土工膜上运输时,人力车的金属支腿要用胶皮类柔软材料包覆；汽车运料时,尽量车不上膜；在 HDPE 土工膜上卸料时,即使有土工布保护层,也不应使重、硬的物品从高处下落,直接冲击土工膜.八、安全措施 1、施工过程中遵循科学管理,完善安全设施,突出安全教育在先、安全投入在先的工作方法,牢固树立安全第一,预防为主的思想.2、作业前,统一为施工人员配备工作服、安全帽等劳保用品及工具,并设专职安全员对本队的安全施工负责,与铺设无关人员不得进入施工现场.3、现场施工用电按JGJ46-2005规范执行,接拆电源一律由专业电工负责,严禁非电工人员私拉乱接电源,所有机械设备做到一机一闸一保护.4、在安装操作中及铺焊 HDPE 土工膜以后,严禁在现场吸烟或使用火柴、打火机和化学溶剂或类似的物品.5、在陡坡或垂直面处作业时,司焊人员要在吊篮里或直梯上操作,均应系牢安全带；必要时,在坡顶处设置固定点,对焊机的升降进行辅助控制,以便于准确操作,并确保焊机的安全进行.6、现场配备泡沫灭火器,以备不测.7、车辆等机械不得碾压HDPE膜面积保护层.九、环保措施 HDPE 防渗膜采用的材料均为无毒环保材料,不产生任何有害物质,连接方式对环境无污染.施工过程中加强施工现场清理措施,保持现场平整、干净；施工手段用料、周转材料、HDPE 土工膜边角料应及时清理回收,不乱扔、乱放.十、效益分析 采用本工法施工 HDPE 土工膜,机械化程度高、施工便捷,易于观察,操作技术容易掌握,人员和机具少,不仅提高工作效率、节约施工成本、确保了施.工质量,同时受到了业主单位的高度赞扬.随着我国国民经济的持续发展,HDPE 土工膜以其绿色环保、低成本、高效能的综合特点,应用前景更加广泛,在国内外化工行业及有防水、防渗要求施工中必将得到越来越多的应用,本工法必将有更大的推广应用前景；本工法的开发与应用,为企业承接类似工程提供技术支持.十一、应用实例*大峪口化工*公司扩产改造项目磷酸装置磷酸贮存围堰内地坪铺设HDPE 土工膜 6000 余平,使用 1.5mm 厚环保 GH-2 型 HDPE 土工膜,与围堰、突出地面的设备基础侧面采用压条联接,联接长度约为 1300m,施工过程中严格按上述工法施工,严格现场焊接的质量控制,各项性能指标均满足设计要求,质量得到保证,取得了很好的防渗效果.
